Конспект занятия по теме «Железо и его соединения».

(2 урока)

Тип: урок изучения нового материала.

Форма организации учебной деятельности обучающихся: групповая, преобладающая работа – самостоятельная.

Цель: изучить особенности строения атома железа и проследить взаимосвязь строения атома железа, его свойств и свойств его соединений; познакомиться с важнейшими соединениями железа и способами получения чистого железа и его сплавов.

(Цель определяется для обучающихся, так как основная часть работы осуществляется самостоятельно в группах.)

Оборудование и реактивы: тексты для работы, учебник, периодическая таблица, возможно, мультимедийный проектор, примеры видеоопытов, подтверждающих химические свойства железа и его соединений, возможно- соответствующие реактивы (железо в порошке, сера, растворы соляной и серной кислот, сульфата меди, гидроксида натрия, красной и желтой кровяных солей), листы с номерами для записи ответов обучающимися, тексты для самоконтроля (даны в приложениях).

В начале занятия класс делится на группы по 3-4 чаловека. Группы работают в постоянном составе в течение двух уроков. Результаты работы оформляются и представляются для всего класса.

Ход занятия.

1. Организационное начало занятия. Определение целей и задач урока (10 минут).

Краткое вступительное слово учителя, в котором он обращает внимание обучающихся на запись на доске (3 мин.).

Запись на доске. В результате работы на занятии вы должны научиться:

• характеризовать особенности строения атома железа по его положению в периодической таблице;

• характеризовать физические и химические свойства железа;

• характеризовать свойства оксидов железа;

• характеризовать области применения железа и его сплавов;

• уметь составлять уравнения реакций, характеризующие свойства железа как простого вещества, его оксидов как основных и гидроксидов как оснований;

• называть соединения железа по их формулам и составлять формулы соединений железа.

Таким образом, определяется тема занятия - «Железо и его соединения». Предъявление школьникам результатов обучения необходимо, так как при организации самостоятельной работы самое главное условие – прогнозирование результата. Поскольку обучающиеся девятого класса не смогут самостоятельно выйти на результат, им представляются требования к результату по данной теме, отраженные в рабочей программе учителя.

Следующим моментом организации начала занятия является работа со схемой со страницы 21 учебника. Схема записывается на доске цветными мелками или перенесена на слайд. Последняя часть схемы должна быть выделена.(учебник 2005 года).

Учитель: обратимся к уже знакомой вам схеме. Как видите, железо известно человечеству не одно тысячелетие. Сегодня 9/10 всех используемых человеком металлов и сплавов – это сплавы на основе железа. Таким образом, цель нашего занятия – дополнить знания об этом металле и получить новую интересную информацию. Сейчас вам предстоит выполнить задание, которое поможет нам составить план работы.

Задание 1.Прочитайте текст №1 (дан в приложении к разработке занятия).

Задание 2. На основании текста составьте план изучения темы. Запишите его на листе №1.

Задание 3. Ответьте на вопросы:

• достаточно ли полно представлена характеристика железа в тексте?

• какие пункты плана вы бы добавили?

• как, по вашему мнению, должен выглядеть план по изучению темы «Железо и его соединения»?

Запишите свой вариант плана на листке №2.

После выполнения задания группы представляют свои варианты плана, которые обсуждаются коллективно и составляется общий план. Лучше, если учитель подготовит вариант плана и запишет его на доске или представит на слайде, чтобы после коллективного обсуждения и комментариев представит его классу. Возможен и вариант, когда пункты плана заготовлены на отдельных бланках и закрепляются на магнитной доске. План может выглядеть следующим образом.

1. Железо — химический элемент. Положение железа в перидической таблице.

2. Железо — простое вещество. Физические свойства железа.

3. Химические свойства железа.

4. Важнейшие соединения железа.

5. Нахождение в природе железа и его соединений. Получение железа и его сплавов.

6. Роль железа в живой природе.

Осуществление такой работы мы считаем необходимым, так как это способствует формированию умений планировать свою учебную деятельность, поскольку результатом обучения в соответствии с целями, определяемыми учителем, является не только усвоение знаний.

2. Изучение нового материала.

Изучение нового материала осуществляется самостоятельно в группах, но под контролем учителя. Учитель отмечает время, которое отводится на изучение каждого фрагмента этого этапа занятия.

Фрагмент А. Самостоятельно проработайте по периодической таблице и справочным материалам следующие вопросы (15 минут, 10 минут — выполнение задания, 5 минут — отчеты групп).

Задание 1.Дайте характеристику железа как химического элемента по положению в периодической таблице. Полученные из таблицы данные занесите с таблицу, сделайте записи в своих тетрадях и на листе ответов №3.

Задание 2. Возьмите у учителя текст №2 для самоконтроля и проверьте правильность выполнения задания. Сделайте исправления, если они будут, ручкой контрастного цвета. При ответе укажите причины допущенных ошибок. По форме ответа проконсультируйтесь с учителем. (Текст «2 дан в приложениях к разработке).

После выполнения фрагмента А обучающиеся прикрепляют листы ответов №3 к магнитной доске и представители групп дают краткие ответы с анализом ошибок, если они были, для всего класса. Ответы обобщаются, вырабатывается единое мнение по вопросам характеристики железа как химического элемента и простого вещества.

Фрагмент В. Самостоятельно проработайте информацию о химических свойствах железа (25 минут, 20 минут выполнение задания, 5 минут — отчеты групп).

На доске (или на слайде) имеется запись под заголовком: «Что надо знать о химических свойствах железа?» Содержание записи: образование хлоридов железа(II) и (III); взаимодействие с серой, кислородом, водой, кислотами (соляной и серной разбавленными), солями (CuSO₄).

Задание 1. Составьте уравнения указанных реакций.

Задание 2. Ответьте на вопросы:

• какие свойства — окислителя или восстановителя, проявляет простое вещество железо в химических рекциях?

• является ли железо активным металлом?

• какое место в ряду активности металлов вы определите для железа?

Уравнения реакций запишите на листе №4. Ответы на вопросы сформулируйте как выводы и используйте при ответе. Получите у учителя текст №3 для самоконтроля. Проверьте правильность выполнения заданий, исправьте ошибки, если они есть. При ответе укажите причину ошибок.

Листы ответов обучающиеся также размещают на магнитной доске, кратко обсуждаются результаты работы, затем учитель демонстрирует опыты. Подтверждающие химические свойства железа. Возможен вариан демонстрации видеопытов, частичного самостоятельного лабораторного эксперимента, например, взаимодействие железа с растворами кислот, сульфата меди, остальное — демонстрация учителя.

Фрагмент С. Самостоятельно проработайте информацию о соединениях железа (15 минут, 10 минут — выполнение задания, 5 минут — отчеты групп).

На доске (или на слайде) имеется запись под заголовком: «Что нужно знать о соединениях железа?». Содержание записи: соединения катионов Fe²⁺ и Fe³⁺; качественные реакции на ионы железа.

Задание 1. Прочитайте о соединениях железа в учебнике или дополнительной литературе. Полученную информацию занесите в таблицу.

Таблицу выполните в тетрадях и на листе №5.

После работы листы размещаются на магнитной доске, результаты обобщаются, комментируются учителем. Затем учитель показывает демонстрационный эксперимент — качественные реакции на ионы железа. Возможен и вариант лабораторного эксперимента в группах.

Фрагмент D. Самостоятельно проработайте информацию о нахождении железа в природе (15 минут, 10 минут — выполнение задания, 5 минут — отчеты групп).

Задание 1.используя статью в своем учебнике или дополнительную литературу, познакомьтесь с информацией о нахождении железа и его соединений в природе. Заполните таблицу (лисит № 6) Сделайте записи в тетрадях.

Задание 2. Рассчитайте, какая из руд богаче железом (вычислите процентное содержание железа в образцах руд). Результаты занесите в последний столбец таблицы.

Задание 3. ответьет на вопросы.

1. Как называется процесс получения железа из руд?

2. Как называется продукт этого процесса?

3. Как называются сплавы, получаемые при дальнейшей его переработке?

После выполнения работы листы ответов размещаются на магнитной доске, кратко обсуждается и корректируется полученная информация.

Учителем делается небольшое обобщение изученного на уроке и сообщается, что железо имеет большое значение для живых организмов и человека, и еще один фрагмент нового материала осталься нерассмотренным.

(Фрагмент F. Роль железа в живой природе.) Но время занятия подходит к концу, поэтому последний фрагмент остается для проработки в качестве домашнего задания. Обучающимся можно предложить подготовить письменный рассказ о роли железа в живой природе и для человека (не менее 15 предложений). Можно предложить оформить мультимедийную презентацию, которая может содержать картинки, фотографии, схемы и т.д.

3. Домашнее задание.

Таким образом, в качестве домашнего задания обучающимся остается проработка фрагмента F и работа с параграфом учебника. Учитель обращает внимание, что требования к знаниям и умениям были рассмотрены в начале занятия и в соответствии с этими пунктами следует подготовить ответы на вопросы по изученному материалу к следующему уроку.

Приложения.

Текст №1.

В таблице элементов Д.И. Менделеева трудно найти какой-либо другой элемент, с которым так неразрывно связывалась бы жизнь человечества.

Железо - важнейший строительный материал мироздания. Железо есть всюду. Астрономы при помощи спектрального анализа находят железо в раскаленных атмосферах бесчисленных далеких и близких звезд. Геофизики утверждают, что ядро земного шара состоит из железа с примесью похожих на него металлов - никеля и кобальта; земная же кора не больше как легкая окалина, которая, как подсчитали геохимики, на 4,5 % состоит из железа. На поверхности Земли железо распространено повсеместно. Оно находится почти во всех глинах, песках, горных породах. В некоторых местностях оно образует мощное скопление руд, из которых, например на Урале, состоят целые горы - Бакан, Высокая, Магнитная и др. Агрономы повсеместно находят железо в почвах. Биохимики раскрывают огромную роль железа в жизни растений, животных и человека.

Входя в состав гемоглобина, железо обусловливает красный цвет этого вещества, от которого, в свою очередь, зависит цвет крови. В организме взрослого человека содержится 3 г железа, из них 75 % входят в состав гемоглобина, благодаря которому осуществляется важнейший биологический процесс - дыхание. В организмах животных и человека железо распространено "повсеместно": даже в тканях глазного хрусталика и роговицы, совершенно лишенных кровеносных сосудов, содержится железо. Наиболее богаты железом печень и селезенка.

Существует много живых организмов без гемоглобина, однако и в них содержится железо. Оно входит в состав протоплазмы, в которой при участии железа осуществляется необходимый процесс внутриклеточного дыхания.

Железо необходимо и для растений. Оно участвует в окислительных процессах протоплазмы, при дыхании растений и в построении хлорофилла, хотя само и не входит в его состав.

Растения, искусственно лишенные железа, имеют бесцветные листья. При добавлении незначительного количества железной соли к воде, питающей растения, листья вскоре становятся зелеными. Больше того, достаточно бесцветный лист смазать очень слабым раствором железной соли, как смазанное место вскоре зазеленеет.

Издавна железо применяется в медицине при лечении малокровия, при истощении, упадке сил.

Знакомство человека с железом произошло в давние времена. Есть основания полагать, что образцы железа, которые держали в руках первобытные люди, были неземного происхождения. Входя в состав некоторых метеоритов - вечных странников океана Вселенной, случайно нашедших приют на нашей планете, - метеоритное железо было тем материалом, из которого человек изготовил впервые железные изделия. Прошли многие сотни и тысячи лет, прежде чем человек научился добывать железо из руды. С того момента началась эпоха железа, которая длится и до настоящего времени.

Текст №2.

А теперь рассмотрим строение и свойства атома железа. Посмотрите на периодическую систему Д.И. Менделеева и ответьте на вопрос: где располагается железо в таблице Д.И.Менделеева? Железо расположено в VIII группе побочной подгруппе и в 4-ом периоде. По строению атомы железа несколько отличаются от атомов элементов главных подгрупп. Как и положено элементу 4-ого периода, атомы железа имеют 4 энергетических уровня, но заполняется у них не последний, а предпоследний уровень. На последнем же уровне атомы железа содержат 2 электрона. На предпоследнем же уровне, который может вместить 18 электронов, у атома железа находится 14 электронов:

Как и все металлы, атомы железа проявляют восстановительные свойства, отдавая при химических взаимодействиях не только 2 электрона с последнего уровня и приобретая степень окисления +2, но и электрон с предпоследнего уровня, при этом степень окисления атома повышается до +3.

Как простое вещество, железо представляет собой серебристо-белый блестящий металл с температурой плавления 1539⁰С. Очень пластичный, поэтому легко обрабатывается, куется, прокатывается, штампуется. Железо обладает способностью намагничиваться и размагничиваться. Различают технически чистое и химически чистое железо. Технически чистое железо представляет собой низкоуглеродистую сталь, оно содержит 0,02-0,04% углерода, а кислорода, серы, азота и фосфора – еще меньше. Химически чистое железо содержит менее 0,01% примесей. Из технически чистого железа сделаны, например, канцелярские скрепки и кнопки. Такое железо легко корродирует, в то время как химически чистое железо почти не подвергается коррозии.

Текст №3.

Как уже было сказано выше, железо может проявлять степени окисления +2 и +3, поэтому образует два ряда соединений. Число электронов, которое атом железа отдает при химических взаимодействиях, зависит от окислительной способности реагирующих с ним веществ:

а) с галогенами железо образует галогениды, в которых оно имеет степень окисления +3:

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

б) с серой – сульфид железа (II):

Fe + S = FeS

в) в кислороде раскаленное железо сгорает с образованием железной окалины:

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄

г) при высокой температуре (700-900⁰С) железо реагирует с парами воды:

3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂↑

д) железо может вытеснять металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений правее него, из водных растворов их солей, например:

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

е) железо растворяется в разбавленных соляной и серной кислотах:

Fe + 2HCl_разб. = FeCl₂ + H₂↑

Fe + H₂SO_4разб. = FeSO₄ + H₂↑

Таким образом, сегодня на уроке вы познакомились с химическим элементом железо, простым веществом – металлом и его свойствами.